JAVA锁的膨胀过程-分析-适合Java新手道架构师

JAVA 锁的膨胀过程 JAVA 锁的膨胀过程是一个重要的知识点，用于理解 JAVA 中的锁机制。锁机制是 JAVA 中的一种同步机制，用于解决多线程访问共享资源的问题。在 JAVA 中，锁机制分为四个状态：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态。 在 JAVA 中，使用 Synchronized 关键字可以实现线程同步，即加锁。加锁可以使一段代码在同一时间只有一个线程可以访问，在增加安全性的同时，牺牲掉的是程序的执行性能。为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗，在 JDK6 之后便引入了“偏向锁”和“轻量级锁”。 锁膨胀过程其实就是无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁的一个过程。在使用 synchronized 来同步代码块的时候，编译后，会在代码块的起始位置插入 monitorenter 指令，在结束或异常处插入 monitorexit 指令。当执行到 monitorenter 指令时，将会尝试获取对象所对应的 monitor 的所有权，即尝试获得对象的锁。 JAVA 对象头和 Monitor 是两个重要的概念。JAVA 对象头主要包括两部分数据：Mark Word（标记字段）和 Class Pointer（类型指针）。Mark Word 默认存储对象的 HashCode、分代年龄和锁标志位信息。而 Class Pointer 是对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。 Monitor 可以理解为一个同步工具或一种同步机制，通常被描述为一个对象。每一个 JAVA 对象就有一把看不见的锁，称为内部锁或者 Monitor 锁。Monitor 是线程私有的数据结构，每一个线程都有一个可用 monitor record 列表，同时还有一个全局的可用列表。每一个被锁住的对象都会和一个 monitor 关联，同时 monitor 中有一个 Owner 字段存放拥有该锁的线程的唯一标识，表示该锁被这个线程占用。 无锁是指没有对资源进行锁定，所有的线程都能访问并修改同一个资源，但同时只有一个线程能修改成功。偏向锁引入的主要目的是为了在无多线程竞争的情况下尽量减少不必须要的轻量级锁执行路径。偏向锁是指当一段同步代码一直被同一个线程所访问时，即不存在多个线程的竞争时，那么该线程在后续访问时便会自动获得锁，从而降低获取锁带来的消耗，即提高性能。 轻量级锁的引入是为了在多线程竞争不激烈的前提下，减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。轻量级锁并不是取代重量级锁，而是在大多数情况下同步块并不会出现严重的竞争情况，所以引入轻量级锁可以减少重量级锁对线程的阻塞带来的开销。 JAVA 锁的膨胀过程是一个重要的知识点，用于理解 JAVA 中的锁机制。锁机制是 JAVA 中的一种同步机制，用于解决多线程访问共享资源的问题。